Введение
Глава 1. Обзор современных методов и средств бесконтактного контроля геометрии
10
1.1 Лопатка ГТД как объект контроля 10
1.1.1 Конструкция ГТД, лопаток компрессора и турбины 11
1.1.2 Термины и геометрические параметры лопаток ГТД 11
1.1.3 Факторы, обуславливающие особые требования к производству ГТД 14
1.1.4 Технологический процесс изготовления лопаток 14
1.1.5 Контроль при изготовлении лопаток ГТД 15
1.1.6 Шероховатость поверхности лопаток ГТД 15
1.2 Обзор методов контроля геометрии изделий сложной формы 17
1.2.1 Контактные методы контроля изделий сложной формы 17
1.2.2. Бесконтактные методы контроля изделий сложной формы 19
1.2.2.1 Одномерные бесконтактные методы контроля геометрии 19
1.2.2.2 Двумерные методы 23
1.2.2.3. Трехмерные методы 26
1.2.4 Подробный анализ наиболее перспективных методов 29
1.2.4.1 Приборы контроля геометрии, основанные на методе триангуляции.. 29
1.2.4.2 Приборы контроля геометрии, основанные на методе светового сечения 32
1.2.4.3 Приборы контроля геометрии, основанные на стереоскопическом методе 35
1.3 Выбор оптимального метода измерений 38
1.4 Структурная схема типового компьютерного измерителя трехмерных координат методом светового сечения 39
1.5 Выводы по главе 40
Глава 2. Теоретическое исследование особенностей применения метода светового сечения для контроля лопаток ГТД и исследование принципов повышения точности измерения геометрии лопаток ГТД методом светового сечения 41
2.1 Анализ особенностей использования метода светового сечения для поверхностей с различной микрогеометрией 41
2.2 Исследование взаимодействия лазерного излучения с ОК на различных стадиях технологического цикла 46
2.3 Изучение искажения изображения оптической системой 56
2.2.1 Распределение света создаваемое источником 61
2.2.2 Формирование изображения при отражении света источника от поверхности лопатки 63
2.2.3 ЧКХ объектива 65
2.2.4 ЧКХ ПЗС-матрицы 66
2.3 Синтез результирующей оптической передаточной функции и получение сигнала на выходе системы 67
2.4 Изучение чувствительности системы к отклонениям линейных размеров в пространстве объектов 69
2.5 Восстановление изображения по известной ОПФ 72
2.5.1 Модели шума 73
2.5.1.1 Гауссов шум 74
2.5.1.2 Шум Релея 74
2.5.2 Построение оценок для параметров шума 75
2.5.3 Спектральная фильтрация для увеличения соотношения сигнал/шум 76
2.5.4 Инверсная фильтрация для восстановления изображения 79
2.6 Выводы по главе 82
Глава 3. Экспериментальное исследование и оптимизация параметров системы контроля геометрии лопаток ГТД 83
3.1 Измерение индикатрисы рассеяния лопатками различной шероховатости 83
3.1.1 Гониофотометрическая установка для измерений индикатрисы 84
3.1.2 Методика измерений индикатрисы 87
3.1.3 Результаты измерений индикатрисы 87
3.1.4 Контроль шероховатости поверхности лопаток ГТД по индикатрисе 87
3.2 Измерение Частотно-Контрастных характеристик элементов системы... 90
3.3.1 Методика измерения частотно-контрастной характеристики объективов и ПЗС 90
3.3.3 Измерение ЧКХ объективов 93
3.3.4 Измерение ЧКХ ПЗС 99
3.3.5 Требования к оптической системе на основании ЧКХ 101
3.3.6 Измерение ЧКХ процесса рассеяния излучения поверхностью лопатки.. 102
3.3.7 Измерение пространственного спектра осветителей 105
3.3.8 Синтез результирующей ЧКХ системы 107
3.4 Алгоритм обработки изображения 108
3.4.1 Предварительная обработка изображения 109
3.4.2 Сегментация изображения 119
3.4.3 Анализ изображения 120
3.5 Сравнение теоретических моделей и экспериментальных данных 121
3.6 Выводы по главе 124
Глава 4. Конструктивная реализация и результаты внедрения установки 125
4.1 Описание установки 125
4.2 Методика юстировки прибора 132
4.2.1 Юстировка осветителя 132
4.2.2 Совмещение лазерной плоскости с фокальными плоскостями коллиматоров 132
4.2.3 Совмещение изображений с использованием корреляционного анализа. 132
4.2.4 Юстировка камеры 135
4.3 Расчет на точность 135
4.3.1 Погрешность осветителей 135
4.3.2 Погрешность измерения перемещений 137
4.3.3 Погрешность системы сведения 138
4.3.4 Погрешность увеличения 139
4.3.5 Погрешность дискретизации 140
4.3.6 Погрешность квантования 140
4.3.7 Погрешность проведения измерений программой 141
4.3.8 Погрешность рабочей меры 141
4.3.9 Суммарная погрешность 141
4.4 Результаты измерений 142
4.5 Применение прибора в качестве инструмента управления системой
качества на предприятии 145
4.7 Выводы по главе 145
Заключение ; 146
Литература:
